Фізикам з Німеччини і США вдалося зареєструвати відмінний від нуля постійний електричний дипольний момент (ЭДМ) в експерименті з одноелементної молекулою

Ненульовий ЭДМ, нагадаємо, створюється в результаті просторового поділу різнойменних зарядів. У молекул виникнення постійного дипольного моменту пов’язано з тим, що їхні складові мають різні значення електронегативності, і електронна щільність (заряд) зміщується до більш электроотрицательному атому. В симетричній системі, утвореній однаковими атомами, такий механізм, природно, не працює.

Близько десяти років тому група американських вчених представила теоретичний опис двоатомних одноэлементных молекул, які все ж можуть мати постійний ЭДМ. Необхідну асиметрію у запропонованій моделі забезпечувало те, що один з атомів перебував у високозбудженому ридберговском стані з великим головним квантовим числом. Рідберговські частинки мають макроскопічні розміри і відрізняються екстремально слабкою зв’язком електрона в атомі.

Рис. 1. Ридберговская молекула, в якій в одного з атомів електрон знаходиться у високозбудженому стані (ілюстрація Robert Löw).

Перша ридберговская молекула рубідію була створена в 2009-м. Автори нової роботи повторили цей досвід, використовуючи атоми 87Rb, захоплені в магнітну пастку і охолоджені до 3 мкК. У рідберговські стану їх переводили шляхом двухфотонного збудження, а лазерне випромінювання сприяло об’єднанню атомів у молекули — фотоассоциации.

Отримані молекули вчені поміщали в електричне поле, реєструючи викликані цим розщеплення і зсув спектральних ліній (ефект Штарка). Штарковские модифікації спектра пов’язані з величиною ЭДМ, що і допомогло експериментаторам оцінити дипольний момент, виміряне значення якого — ~1 дебай — чудово узгоджується з результатами теоретичних розрахунків.

Результати досліджень опубліковані в статті:

W. Li, T. Pohl, J. M. Rost, Seth T. Rittenhouse, H. R. Sadeghpour, J. Nipper, B. Butscher, J. B. Balewski, V. Bendkowsky, R. Löw, T. Pfau A Homonuclear Molecule with a Permanent Electric Dipole Moment. – Science 25 November 2011: Vol. 334. – no. 6059. – pp. 1110-1114; DOI: 10.1126/science.1211255.

compulenta.ru

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *